電工電子技術(shù)在聲光雙控開關(guān)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1．4 聲音信號輸入電路
駐極體話筒的基本結(jié)構(gòu)是由一片單面涂有金屬的駐極體薄膜與一個上面有若干小孔的金屬電極(背電極)構(gòu)成。駐極體面與背電極相對，中間有一個極小的空氣隙，形成一個以空氣隙和駐極體作絕緣介質(zhì)，以背電極和駐極體上的金屬層作為兩個電極構(gòu)成一個平板電容器。電容的兩極之間有輸出電極。由于駐極體薄膜上分布有自由電荷。當(dāng)聲波引起駐極體薄膜振動而產(chǎn)生位移時；改變了電容兩極板之間的距離，從而引起電容的容量發(fā)生變化，由于駐極體上的電荷數(shù)始終保持恒定，根據(jù)公式：
Q=CU (7)
所以當(dāng)C變化時必然引起電容器兩端電壓U的變化，從而輸出電信號，實(shí)現(xiàn)聲一電的變換。由于實(shí)際電容器的電容量很小，輸出的電信號極為微弱，輸出阻抗極高，可達(dá)數(shù)百兆歐以上。因此，它不能直接與放大電路相連接，必須連接阻抗變換器。通常用一個專用的場效應(yīng)管和一個二極管復(fù)合，組成阻抗變換器。聲音信號輸入電路的工作原理：當(dāng)沒有聲音時，三極管Q1工作在飽和狀態(tài)，CD4011的2腳為低電平；當(dāng)有聲音時，聲音信號經(jīng)話筒MIC轉(zhuǎn)換為電信號后經(jīng)C1耦合至三極管Q1放大，Q1由飽和進(jìn)入放大狀態(tài)，其集電極由低電平轉(zhuǎn)變成高電平并送入集成電路CD4011的2腳。由圖4中的駐極體話筒MIC、電阻R1、R2、R3、電容C1和三極管Q1組成。

1．5 光信號輸入電路
光信號輸入電路的工作原理：光的強(qiáng)弱經(jīng)光敏電阻RG轉(zhuǎn)換為高、低電平后送入集成電路CD4011的1腳。由降壓濾波電路知，光敏電阻和R4的總電壓U為12 V，白天光線射到光敏電阻RG上時，其阻值變得很小，約為20 kΩ，則光敏電阻的電壓U1為：
U1=UxRG／(R4+RG)=12 Vx20／(180+20)=1．2 V (8)
CD4011的1腳為低電平，則3腳被鎖定為高電平，與2腳的輸入高低電平無關(guān)，所以電路封鎖了聲音通道，使聲音信號不能通過，即燈泡亮滅不受聲音控制。這時，門U1A的3腳輸出的高電平經(jīng)過門U1B、U1C、U1D 3次反相后成低電平，晶閘管D7無觸發(fā)信號不導(dǎo)通，燈不亮。夜晚，RG因無光線照射呈高阻，約為10 M。則光敏電阻的電壓U2為：
U2=UxRG／(R4+RG)=12 V×10 000 000／(180+10 000 000)≈12 V (9)
則與非門U1A的輸入端1腳變成高電平，門U1A的3腳輸出狀態(tài)受2腳輸入電平的控制，這為聲音通道的開通創(chuàng)造了條件。它是由圖5中的電阻R4和光敏電阻RG組成。